Инд. авторы:	Вшивков В.А., Малышкин В.Э., Снытников А.В., Снытников В.Н.
Заглавие:	Численное моделирование гравитационной динамики многих тел методом частиц в ячейках: параллельная реализация
Библ. ссылка:	Вшивков В.А., Малышкин В.Э., Снытников А.В., Снытников В.Н. Численное моделирование гравитационной динамики многих тел методом частиц в ячейках: параллельная реализация // Сибирский журнал вычислительной математики. - 2003. - Т.6. - № 1. - С.25-26. - ISSN 1560-7526.
Внешние системы:	РИНЦ: 17418299;
Реферат:	eng: The evolution of self-gravitating systems such as the accretion discs is of great interest to astrophysics. The aim of this work is to create a parallel program for the accretion disc simulation on high-performance multiprocessor computers. The disc structure formation is N-body problem in a self-consistent gravity field. A good approximation to the problem is the Vlasov-Liouville kinetic equation. In the present work, the equation is solved by the PIC method. The main difficulty here is the evaluation of gravitational potential which is given by the 3D Poisson equation. The parallel scheme of the algorithm was designed for the MIMD computers in an assembly technology. This means that the program is assembled of minimal fragments, each being a ready-made program containing potential values and the particles from one or more grid layers. The values of a grid potential are uniformly distributed among the processor elements uniformly in the radial direction. As the potential evaluation takes the main time, the distribution of particles is of minor importance here. Test computations conducted on the ICT cluster of Pentium-III workstations showed the linear acceleration as compared to the sequential version. rus: Эволюция самогравитирующих систем, таких, как аккреционные диски, имеет большой интерес для астрофизики. Образование структуры диска представляет собой задачу многих тел в самосогласованном гравитационном поле. Хорошим приближением для описания этого явления является кинетическое уравнение Власова-Лиувилля. В данной работе это уравнение решается методом частиц в ячейках. Цель работы состоит в том, чтобы создать параллельную программу для моделирования динамики аккреционных дисков на высокопроизводительных многопроцессорных компьютерах. Одна из главных трудностей при этом состоит в вычислении гравитационного потенциала, который задается трехмерным уравнением Пуассона. Параллельная схема алгоритма была разработана для MIMD-компьютеров с использованием сборочной технологии. Это означает, что программа собирается из неделимых фрагментов, каждый из которых является самостоятельной программой и содержит значения потенциала и частицы из одного или более слоев сетки. Значения сеточного потенциала распределены между процессорными элементами равномерно в радиальном направлении. Так как вычисление потенциала занимает бульшую часть времени, распределение частиц не играет значительной роли. Тестовые вычисления, проведенные на кластере ИВТ СО РАН и в последнее время на суперкомпьютере МВС-1000М показали линейное ускорение по сравнению с последовательной версией.
Ключевые слова:	MPI; аккреционный диск; параллельное программирование; уравнение Пуассона;
Издано:	2003
Физ. характеристика:	с.25-26
Цитирование:	1. Bertin G. Dynamics of Galaxies. - Cambridge: University Press, 2000. 2. Снытников А.В. Моделирование эволюции галактического диска методом частиц в ячейках // Труды конференции молодых ученых, посвященной 10-летию ИВТ СО РАН. Математическое моделирование. Т. 2. - Новосибирск СО РАН ИВТ, 2000. - С. 145-147. 3. Березин Ю.Б., Вшивков В.А. Метод частиц в динамике разреженной плазмы. - Новосибирск: Наука, 1980. 4. Хокни Р., Иствуд Дж. Численное моделирование методом частиц. - М.: Мир, 1987. 5. Григорьев Ю.Н., Вшивков В.А. Численные методы "частицы-в-ячейках". - Новосибирск: Наука, 2000. 6. Boris J.P. Relativistic plasma simulation - optimization of a hybrid code // Proc. Fourth Conf. Num. Sim. Plasmas. - Washington, 1970. - P. 3-67. 7. Ильин В.П. Методы неполной факторизации для решения алгебраических систем. - М.: Физматлит, 1995. 8. Sellwood J.A. Spiral Structure as a Recurrent Instability // Astrophysical Dynamics - in commemoration of F.D. Kahn. - 1999. 9. Kraeva M.A., Malyshkin V.E. Implementation of PIC Method on MIMD Multicomputers with Assembly Technology // Proc. HPCN Europe 1997, LNCS. - Springer Verlag, 1997. - Vol. 1255. - P. 541-549. 10. Kraeva M.A., Malyshkin V.E. Assembly Technology for Parallel Realization of Numerical Models on MIMD-Multicomputers // The special issue of the International Journal on Future Generation Computer Systems devoted to Parallel Computing Technologies. - 2001. - Vol. 17. - P. 755-765. 11. Краева М.А., Малышкин В.Э. Динамическая балансировка загрузки в реализации PIC-метода на MIMD мультикомпьютерах // Программирование. - М.: Наука, 1999. - № 1. - С. 47-53.